建筑信息模型優勢及其在國內應用現狀分析

丁東山 趙繼偉 張元暉

(華北水利水電大學水利學院，河南鄭州 450045)

大型建筑項目具有投資規模大、建設時間久、參與單位多、功能要求高、項目的設計和管理復雜性高以及生命周期信息量大和信息化程度高等特點，傳統的基于二維信息共享、信息管理和信息溝通等方式不能適合現在的要求［1］。信息化時代對大型項目的信息的快速傳遞、高效共享、快速存儲及其快速修改和應用都提出了很高的要求。所以，以建筑信息模型BIM(Building Information Modeling)為代表的建筑信息模型技術是順應時代發展的一個產物。BIM技術通過三維的工作平臺和信息傳遞的方式，通過協同管理，在一個中心文件中實現多參與方共同設計、管理等操作，從而實現信息實時、快速和準確地傳遞到各個參與方，避免了因為信息傳遞的缺失造成的損失。

BIM技術作為一種創新的方式，自提出后已經在國外引起了巨大的變革，并在無數案例中發揮著優勢。本文就BIM價值、技術特點、應用現狀及未來發展動態展望，分析并尋找其應用障礙，對在我國建筑業推廣BIM技術提出自己的一些看法和建議。

1 BIM技術的價值

建筑信息模型(BIM)核心是一個由計算機建立三維模型的數據庫，是對項目的物理特征和功能特性的數字化表達，容納從設計到建成使用和全生命周期的信息。模型數據庫利用中心文件實現多專業協同設計，建立后可以持續即時提供統一的項目設計、進度和成本信息。云技術將建筑信息海量數據分布存儲，分布計算模式和平臺管理的優勢可以在數字環境中保持數據庫的實時不斷更新并且提供即時訪問，從建筑物開始到全生命周期提供全信息共享知識資源［2］。這樣可使各個項目參與方都清楚全面的了解項目的進程。

歸結來說，BIM技術的精髓在于將信息貫穿項目的整個壽命期，全信息的特點對項目的建造以及后期運營管理綜合集成意義重大［3］。

2 BIM技術的特點

多維可視化:可視化是將傳統在二維圖紙上的離散線條式變成用三維的立體圖形的形式。BIM的可視化是一種將構件之間形成關聯性和反饋性的可視，項目的全生命周期過程中的溝通、討論、決策等都在可視化中進行。協調綜合性:傳統施工圖紙是各專業自行繪制，設計時溝通不及時到位就會產生碰撞問題。模型可在施工前對各專業的碰撞問題進行即時檢測，生成碰撞報告，在施工前修改。多維模擬性:模擬性不僅模擬設計模型，還可以模擬真實世界中沒有的事物。在設計階段，BIM可以對設計、效果上需要分析的設計模擬實驗。如:施工階段的控制成本5D模擬;運營階段可以模擬處理日常緊急情況的模擬，如消防疏散模擬等。優化可關聯性:大型建筑項目復雜程度高，參與人員無法掌握所有的信息。傳統的二維圖紙的修改因各專業獨自修改時可能出現新的問題。BIM及與其配套的優化工具可以對復雜項目進行優化。BIM中的模型修改一處，可以自動在相關聯的位置發生修改，減少失誤，節省時間和投資。可出圖性:BIM通過對項目可視化展示、模擬、優化后，可以出設計圖、綜合管線圖、效果圖等，還可以方便的得到任意剖面和局部三維圖。帶動產業鏈:建立BIM模型后，集成現在的GIS和CAD信息，生成虛擬的數字城市。數字城市和綜合能力將得到很大的提高，為城市規劃的決策者提供了直觀、真實的參考［4］。

3 BIM的功能

1)BIM與成本預算。借助BIM中的可計算信息數據庫，計算機會將模型作為建筑來對待。如構件包含本身的屬性以及與其他構件的關系。因此，在制作構件明細表時，它會作為一種由真實材料構成的建筑構件被包含在內。在進行成本預算時，傳統模式是要先將CAD圖紙導入成本預算軟件中或手工算量。這就增加了出現人為錯誤的風險，也使原圖紙中的錯誤繼續擴大。

如果使用BIM模型來取代圖紙，可以直接生成與設計保持一致的材料的明細表。設計出現的變更也自動反映到所有與之相關的施工文檔和明細表中，利用API接口、開放式數據庫連接(ODBC)和輸出到Excel等方法將模型的數據直接導入預算軟件或者導出為表格進行預算。2)BIM模型施工動畫的創建。模型建立后，利用NAVISWORKS可以方便制作動畫。NAVISWORKS能夠快速將三維文件整合到一個共享的虛擬模型中，以便審閱幾何圖元、對象信息及關聯ODBC數據庫。沖突檢測、重力和第三方視角進一步提高了三維體驗的真實性，能夠快速創建動畫和視點，根據實際的施工進度制作出施工動畫，可以更直觀的模擬出施工過程，提早發現并解決問題，節省投資，縮短工期。

4 國內外BIM發展現狀

BIM技術源自美國。美國制定BIM標準后就迅速得到推廣和應用。歐洲、日本、新加坡等都在大力推廣該技術。國外的大型的項目都基本上應用到了BIM技術。

建筑業發展的現代化、信息化、工業化的方向將使BIM成為中國建筑業信息化未來的主旋律。如今，BIM已被明確寫入建筑業發展“十二五”規劃。中國的香港和深圳BIM發展領先于其他地方。目前只有北京就民用BIM的設計標準在征求意見。但設計院和科研機構都在積極推進BIM技術。

5 國內BIM發展障礙

作為下一代的主流BIM技術，在國內推廣比較緩慢?？偨Y的主要原因有:1)目前國內的建筑行業體制缺乏相對統一的標準和較為完善的BIM應用行業標準［5］。政府的主導、協調和扶持政策還沒有完全發揮應有的作用。2)國內的設計軟件核心技術還處于劣勢。專業技術缺乏和操作的不方便是推廣BIM技術的一個障礙。國產軟件創建三維的模型在功能要求等方面目前還不能滿足相關執業主體對技術應用的要求。3)國內的建筑企業和單位的業務能力不同;設計院更不愿意投入BIM的培訓;各大高校對BIM理論的重視程度不高、科研水平薄弱等都制約了BIM在國內的推廣發展。4)BIM理論和技術在國內目前還處于摸索階段，在現今建筑業競爭日趨增大的環境下，很多單位都不愿意嘗試。

對于這些障礙，提出如下建議:首先要探索出與中國市場經濟相結合的建筑業發展的商業模式，政府要在BIM發展中起到主導、政策扶持和協調等作用，盡快制定符合國內建筑業發展的BIM標準。BIM的推廣在社會總成本、總效益及環境保護等各大方面是非常有利的。其次，高校要積極投入到研究符合國內BIM發展的理論和軟件上，要將BIM納入教學體系中，推動BIM在中國建筑業的發展。再次，國外的BIM發展處于領先水平，我們充分總結其經驗，結合國內實際，理清BIM技術的核心關系，會取得比發達國家更快的進步。

6 BIM在國內發展的思考

目前國內在BIM領域并沒有很好的發展環境。表現在:1)從業人員并沒有因為做BIM收入增加，這是早期的一批人從傳統業務中轉來做BIM又返回去的根本原因;2)國內BIM發展的環境下，從事BIM服務短時間很難獲得很好的回報;3)很少有業主方真正在BIM方面進行持久和穩定的投入。

作為一個被期待著產生巨大創新價值的新方法和技術，BIM領域在過去的幾年一直吸引著業界的目光。通常一個這樣的新技術會產生一批收益豐厚的業務或崗位，從而能夠吸引行業中的佼佼者和敢于創新的人們不斷的投身進來，但這一點并沒有能如許多人所愿［7］。

7 結語

BIM技術將引領建筑信息化進入新的高度，BIM是從技術上、傳統思路和方法對建筑行業的革新。盡管BIM技術在國內發展緩慢，但必定是建筑業的發展趨勢。只要我們總結國外經驗，結合國內實際、堅持探索、高度認識其重要性，就會取得很大的進步。我國建筑市場活躍，參與主體很大，相信在各參與方的積極努力下，BIM技術必將成為我國建筑業的科技進步新高度。

［1］陳 前，張 原.淺談 BIM 技術及其應用［J］.Value Engineering，2012，31(23):61-64.

［2］魏魯雙，劉尚蔚.云技術在鋼閘門工程軟件中的應用［J］.華北水利水電學院學報，2013，34(3):16-18.

［3］魏 群，魏魯雙，孫 凱.BIM技術在平板鋼閘門三維設計軟件研發中的應用［J］.華北水利水電學院學報，2013，34(3):5-8.

［4］何關培，李 剛.BIM應用將給建筑業帶來什么變化(續)［J］.信息化·特別關注，2011(9):47-49.

［5］何清華，錢麗麗.BIM技術在國內外應用現狀及障礙研究［J］.工程管理學報，2012(2):79-80.

［6］張春霞.BIM技術在我國建筑行業的應用現狀及其發展障礙研究［J］.建筑經濟，2011(9):120-121.

［7］中國 BIM 論壇.http://www.bim123.com/.